#include "malloc.h"

/* 内存池(32字节对齐) */
__align(32) uint8_t mem1base[MEM1_MAX_SIZE];                                 /* 内部SRAM内存池 */
__align(32) uint8_t mem2base[MEM2_MAX_SIZE] __attribute__((at(0x10000000))); /* 内部CCM内存池 */
__align(32) uint8_t mem3base[MEM3_MAX_SIZE] __attribute__((at(0x68000000))); /* 外部SRAM内存池 */

/* 内存管理表 */
uint16_t mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE];                                                 /* 内部SRAM内存池MAP */
uint16_t mem2mapbase[MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0x10000000 + MEM2_MAX_SIZE))); /* 内部CCM内存池MAP */
uint16_t mem3mapbase[MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0x68000000 + MEM3_MAX_SIZE))); /* 外部SRAM内存池MAP */

/* 内存管理参数 */
const uint32_t memtblsize[SRAMBANK] = {MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE, MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE, MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE}; /* 内存表大小 */
const uint32_t memblksize[SRAMBANK] = {MEM1_BLOCK_SIZE, MEM2_BLOCK_SIZE, MEM3_BLOCK_SIZE};                   /* 内存分块大小 */
const uint32_t memsize[SRAMBANK] = {MEM1_MAX_SIZE, MEM2_MAX_SIZE, MEM3_MAX_SIZE};                            /* 内存总大小 */

/* 内存管理控制器 */
struct _m_mallco_dev mallco_dev =
    {
        my_mem_init,                           /* 内存初始化 */
        my_mem_perused,                        /* 内存使用率 */
        mem1base, mem2base, mem3base,          /* 内存池 */
        mem1mapbase, mem2mapbase, mem3mapbase, /* 内存管理状态表 */
        0, 0, 0,                               /* 内存管理未就绪 */
};

/**
 * @brief       复制内存
 * @param       *des : 目的地址
 * @param       *src : 源地址
 * @param       n    : 需要复制的内存长度(字节为单位)
 * @retval      无
 */
void mymemcpy(void *des, void *src, uint32_t n)
{
    uint8_t *xdes = des;
    uint8_t *xsrc = src;
    while (n--)
        *xdes++ = *xsrc++;
}

/**
 * @brief       设置内存值
 * @param       *s    : 内存首地址
 * @param       c     : 要设置的值
 * @param       count : 需要设置的内存大小(字节为单位)
 * @retval      无
 */
void mymemset(void *s, uint8_t c, uint32_t count)
{
    uint8_t *xs = s;
    while (count--)
        *xs++ = c;
}

/**
 * @brief       内存管理初始化
 * @param       memx : 所属内存块
 * @retval      无
 */
void my_mem_init(uint8_t memx)
{
    mymemset(mallco_dev.memmap[memx], 0, memtblsize[memx] * 2); /* 内存状态表数据清零 */
    mymemset(mallco_dev.membase[memx], 0, memsize[memx]);       /* 内存池所有数据清零 */
    mallco_dev.memrdy[memx] = 1;                                /* 内存管理初始化OK */
}

/**
 * @brief       获取内存使用率
 * @param       memx : 所属内存块
 * @retval      使用率(扩大了10倍,0~1000,代表0.0%~100.0%)
 */
uint16_t my_mem_perused(uint8_t memx)
{
    uint32_t used = 0;
    uint32_t i;
    for (i = 0; i < memtblsize[memx]; i++)
    {
        if (mallco_dev.memmap[memx][i])
        {
            used++;
        }
    }
    return (used * 1000) / (memtblsize[memx]);
}

/**
 * @brief       内存分配(内部调用)
 * @param       memx : 所属内存块
 * @param       size : 要分配的内存大小(字节)
 * @retval      内存偏移地址
 *   @arg       0 ~ 0XFFFFFFFE : 有效的内存偏移地址
 *   @arg       0XFFFFFFFF     : 无效的内存偏移地址
 */
uint32_t my_mem_malloc(uint8_t memx, uint32_t size)
{
    signed long offset = 0;
    uint32_t nmemb;     /* 需要的内存块数 */
    uint32_t cmemb = 0; /* 连续空内存块数 */
    uint32_t i;

    if (!mallco_dev.memrdy[memx])
    {
        mallco_dev.init(memx); /* 未初始化,先执行初始化 */
    }
    if (size == 0)
    {
        return 0xFFFFFFFF; /* 不需要分配 */
    }

    nmemb = size / memblksize[memx]; /* 获取需要分配的连续内存块数 */
    if (size % memblksize[memx])
    {
        nmemb++;
    }
    for (offset = memtblsize[memx] - 1; offset >= 0; offset--) /* 搜索整个内存控制区 */
    {
        if (!mallco_dev.memmap[memx][offset])
        {
            cmemb++; /* 连续空内存块数增加 */
        }
        else
        {
            cmemb = 0; /* 连续内存块清零 */
        }
        if (cmemb == nmemb) /* 找到了连续nmemb个空内存块 */
        {
            for (i = 0; i < nmemb; i++) /* 标注内存块非空 */
            {
                mallco_dev.memmap[memx][offset + i] = nmemb;
            }
            return (offset * memblksize[memx]); /* 返回偏移地址 */
        }
    }
    return 0XFFFFFFFF; /* 未找到符合分配条件的内存块 */
}

/**
 * @brief       释放内存(内部调用)
 * @param       memx   : 所属内存块
 * @param       offset : 内存地址偏移
 * @retval      释放结果
 *   @arg       0, 释放成功;
 *   @arg       1, 释放失败;
 *   @arg       2, 超区域了(失败);
 */
uint8_t my_mem_free(uint8_t memx, uint32_t offset)
{
    int i;

    if (!mallco_dev.memrdy[memx]) /* 未初始化,先执行初始化 */
    {
        mallco_dev.init(memx);
        return 1; /* 未初始化 */
    }
    if (offset < memsize[memx]) /* 偏移在内存池内 */
    {
        int index = offset / memblksize[memx];      /* 偏移所在内存块号码 */
        int nmemb = mallco_dev.memmap[memx][index]; /* 内存块数量 */
        for (i = 0; i < nmemb; i++)                 /* 内存块清零 */
        {
            mallco_dev.memmap[memx][index + i] = 0;
        }
        return 0;
    }
    else
    {
        return 2; /* 偏移超区了 */
    }
}

/**
 * @brief       释放内存(外部调用)
 * @param       memx : 所属内存块
 * @param       ptr  : 内存首地址
 * @retval      无
 */
void myfree(uint8_t memx, void *ptr)
{
    uint32_t offset;

    if (ptr == NULL)
    {
        return; /* 地址为0 */
    }
    offset = (uint32_t)ptr - (uint32_t)mallco_dev.membase[memx];
    my_mem_free(memx, offset); /* 释放内存 */
}

/**
 * @brief       分配内存(外部调用)
 * @param       memx : 所属内存块
 * @param       size : 要分配的内存大小(字节)
 * @retval      分配到的内存首地址.
 */
void *mymalloc(uint8_t memx, uint32_t size)
{
    uint32_t offset;

    offset = my_mem_malloc(memx, size);

    if (offset == 0XFFFFFFFF)
    {
        return NULL;
    }
    else
    {
        return (void *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx] + offset);
    }
}

/**
 * @brief       重新分配内存(外部调用)
 * @param       memx : 所属内存块
 * @param       *ptr : 旧内存首地址
 * @param       size : 要分配的内存大小(字节)
 * @retval      新分配到的内存首地址.
 */
void *myrealloc(uint8_t memx, void *ptr, uint32_t size)
{
    uint32_t offset;

    offset = my_mem_malloc(memx, size);
    if (offset == 0XFFFFFFFF)
    {
        return NULL;
    }
    else
    {
        mymemcpy((void *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx] + offset), ptr, size); /* 拷贝旧内存内容到新内存 */
        myfree(memx, ptr);                                                          /* 释放旧内存 */
        return (void *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx] + offset);               /* 返回新内存首地址 */
    }
}
